Гуманные гильотины

Пока собственными глазами не увидишь процесс резки бумаги на одноножевой машине, не представишь силу и мощь этого оборудования. Нож с лёгкостью входит в толстенную стопу оттисков, оставляя ровно обрезанные края. Завораживает… Казалось бы, операция проста (по сути, совершается только одно движение — вертикальный сабельный ход ножа), но она напрямую влияет на качество готовой продукции. Начать можно с подрезки незапечатанной бумаги на формат печатной машины. Затем оттиски разрезаются для обработки на послепечатном оборудовании, при необходимости подрезается и почти готовая продукция. При неточной резке листов на формат машин, печатных и послепечатных, проблемы гарантированы: изображение будет скакать по полю печати, фальцовку, биговку или шитье точно не выполнить.

DAEHO DYC-1160	NAGAI NCD-7
Champion 370 XG	Senator S-Line 115H
POLAR 137 X	Perfecta 115 TS

Для многокрасочных изделий требуется точность не менее 0,1 мм. Особенно это касается малоформатной продукции, вроде визитных карточек. Причём проблема может выясниться на последнем этапе — окончательной подрезке, и тогда брак будет иметь достаточно высокую цену.

Какие они бывают

Для резания бумаги в промышленных объёмах применяются машины гильотинного типа, имеющие механизированный привод ножа прямоугольной формы. Принцип таков: стопа бумаги помещается на рабочий стол и выравнивается за счёт сталкивания к затлу (заднему сталкивателю) и к одной из боковых направляющих — так задаётся верный угол. Кроме того, перемещаемый и фиксируемый в нужном положении затл определяет размер реза. В этом положении стопа удерживается во время резания прижимом, а закреплённый в держателе нож опускается и прорезает стопу до марзана (бруска прямоугольного сечения из полиуретана или фторопласта), располагаемого по линии реза и предотвращающего затупление ножа. Рез этот не является простым движением ножа по вертикали вниз, а носит особое название — «сабельный»: закреплённый в держателе под небольшим углом нож в процессе резания перемещается в сторону и постепенно поворачивается на этот же угол по мере вхождения в стопу бумаги. Поскольку при подобном движении лезвие входит в стопу не сразу по всей поверхности, а угол наклона ножа относительно стопы постепенно уменьшается до нуля, то нагрузки на нож и на стопу возрастают плавно. Благодаря этому уменьшается сдвиг листов в стопе, повышается точность реза, снижаются усилия на приводе ножа.

Основные узлы резальной машины — механизмы перемещения и точного позиционирования затла, привод прижима и привод ножа. Привод прижима бывает ручным, электромеханическим и гидравлическим. Самая популярная конструкция привода ножа — электромеханическая. Связано это с довольно простой реализацией плавного разгона и остановки ножа при помощи кривошипно-шатунного механизма. Гидравлический привод с очень сложной кинематикой дорог в исполнении, несколько лет назад устанавливался на считанные модели машин, но в последнее время всё больше распространяется.

Тот, что сверху

Прижим удерживает стопу во время резания. При вхождении ножа в стопу верхние листы увлекаются лезвием вниз, а нижние, изгибая нож, отталкивают его от стопы. Воздействия различных нагрузок приводят к неточностям реза: при высокой стопе, недостаточной жёсткости ножа и его плохом закреплении в держателе нижние листы могут оказаться длиннее верхних.

Механизм прижима влияет и на качество готовой продукции. Для неподвижности стопы и увеличения точности резания усилие прижима должно быть максимальным. Например, оттиски, ламинированные толстой плёнкой или отпечатанные на синтетической бумаге, имеют повышенное скольжение относительно друг друга, поэтому при недостаточном давлении могут просто «выскочить» из-под балки прижима в момент входа ножа в стопу. Но сильный прижим не всегда полезен, ведь часто приходится резать свежеотпечатанные оттиски, изображение с которых при избыточном давлении может перетиснуться (одно время наш исполнитель заказов на корпоративные визитки возвращал их переложенными газетной бумагой – очевидно, боролись с перетискиванием). При разрезке самокопирующихся материалов возможно «раздавливание» красящих элементов, которые будут пачкать бумагу. Тогда лучше уменьшить давление. Да и в простом случае сильное давление на стопу будет деформировать верхние листы в стопе, портя их, что весьма нежелательно при резке дорогой дизайнерской бумаги. Здесь мы приходим к логичной мысли, что усилие в прижимном механизме должно быть регулируемым, причём просто, без разборки машины. Упругая система в механизме прижима поддерживает постоянное давление балки, компенсируя прогиб стопы под действием ножа. В такой схеме с началом цикла резания прижим дожимает стопу.

Обычно прижим приводится в движение автоматически и, после своей остановки, даёт сигнал к началу опускания ножа. Другой способ опускания прижима — механическая или электрическая педаль, опускающая балку отдельно, не вызывая срабатывание ножа. Предварительный прижим позволяет устранить воздушные прослойки из стопы до начала цикла. Другое предназначение предварительного прижима — обозначение линии реза — сейчас теряет своё значение, так как для этого в современных резальных машинах используют тонкий световой луч.

Для уменьшения минимального размера резки балку прижима и затл обычно выполняют в виде встречных гребёнчатых структур, входящих друг в друга. При разрезке некоторых видов продукции (например, рыхлых марок бумаги) это приводит к рельефному оттискиванию гребёнки прижима на верхних листах. Избежать этого помогают специальные прямо-угольные металлические накладки на прижим, более равномерно распределяющие нагрузку на стопу. При этом минимальный размер полосы реза вырастает: накладная планка препятствует движению затла в крайнее положение.

Кроме того, прижим показывает место реза — нож двигается ровно по нему. Это был единственный способ отображения места реза, пока в машинах не начали внедрять световую индикацию: узкая полоска света проходит по всей ширине рабочей зоны, обозначая линию реза. Но для некоторых видов работ (например, когда метки реза напечатаны вывороткой) световую индикацию лучше выключить и воспользоваться старым доб-
рым прижимом.

Крепка задним упором

Механизм привода затла представляет собой соединение винт-гайка, позволяющее перемещаться затлу вперёд-назад по столу резальной машины и устанавливать необходимую длину реза стопы. Для уменьшения трения затл вывешивают над поверхностью стола, оставляя лишь минимальный зазор, чтобы нижние в стопе листы бумаги не проскальзывали в промежуток между столом и затлом. Во избежание этого, образовавшийся зазор прикрывается прикреплёнными к нижней части затла пластиковыми или металлическими элементами, свободно скользящими по столу.

Как правило, конструкция и качество изготовления привода затла определяют надёжность и продолжительность срока службы машины. Наиболее слабое место — винтовая втулка, на которой крепится затл. Ведь в процессе закладывания стопы в машину происходит сильный удар по заднему сталкивателю: оператор, выравнивая стопу, ударяет её о затл, как правило, ближе к левому или правому краю. Возникающие при этом боковые нагрузки могут привести к образованию зазоров в паре винт-гайка, к износу втулки и ходового винта в местах установки часто используемых форматов. Для увеличения жёсткости соединения ходовую втулку делают большой длины, а вместо стандартного соединения винт-гайка ставят втулку с шариковым соединением.

В машинах с длиной реза более 140 см используют два ходовых винта с каждого края затла. Тогда вместо проблемы надёжности встаёт не менее сложная задача синхронизации движения по обоим винтам. Точность установки размера в современных бумагорезальных машинах может быть 0,01 мм, и выдержать такой допуск при перемещении затла не просто, особенно на машинах с большой длиной реза. Такая система используется не всегда: например, на некоторых машинах затл двигается не только по винту, но и по специальной направляющей — такая система существенно повышает стабильность, долговечность, а главное – точность позиционирования затла.

Мифы точности

Вопрос точности реза бумагорезальных машин может стать поводом для спекуляций. Для некоторых поставщиков не составляет проблем объяснить высокую цену на ту или иную модель резальной машины её якобы непревзойдённой точностью реза.

Наименьшая заявляемая производителем цифра — 0,01 мм. К сожалению, немногие пытались представить подобный размер, а ведь он сравним по толщине с нитью паутины. Разрезать с подобным уровнем точности не один лист, а целую стопу попросту невозможно по многим объективным причинам.

Начать с того, что стопа бумаги довольно упруга: её можно согнуть — и она сама разогнётся. Прижим заставляет листы в стопе деформироваться, нож, входя в бумагу, эту деформацию увеличивает. Но как только давление снимается, бумага стремится принять прежнюю форму, размер листа при этом может измениться на десятые доли мм. При резке высоких стоп и затупившемся ноже лезвие незначительно уводится в сторону. Значит, чем выше стопа, тем длиннее будут нижние листы в стопе по сравнению с верхними. Конечно, речь всего лишь о сотых долях мм, но ведь часто в рекламе обещается именно такая точность машины.

Выше упомянут момент, когда оператор, выравнивая стопу, ударяет её в затл, обычно ближе к краю. Из-за этого могут возникнуть небольшие перекосы в механизме подачи затла. При этом листы бумаги, отрезаемые слева или справа от центральной оси машины, будут иметь разный размер.

Это всё очень хорошо известно производителям бумагорезальных машин, поэтому самые опытные и осторожные избегают прямо заявлять цифры точности реза. Вместо этого, параметр меняют на нейтральные значения: точность позиционирования затла или точность индикации размера на дисплее. Или вообще благоразумно заявляют: «Точность резания зависит от типа бумаги, высоты стопы, рабочего давления, квалификации оператора».

Наконец, высокая точность реза невозможна, даже исходя из погрешности при сталкивании. Оператор может столкнуть бумагу в стопе очень хорошо, но не с точностью 0,01 мм; листы всё равно будут располагаться с небольшим разбросом, превышающим это значение. Хоть производитель и заявляет точность реза до сотых долей, вдумчивый покупатель никогда не примет этот параметр как самый важный при выборе машины.

Между тем высокоточная электроника позиционирования дорогого стоит, в прямом смысле. Если на качественную машину установить блок управления затлом с точностью установки размера в 0,1 мм, как правило, этого вполне достаточно для подавляющего числа работ. А машина станет несколько дешевле.

Как рулить

Все современные машины имеют пульт управления — экран и клавиатуру. Производители, ориентирующиеся на самые современные решения, ставят сенсорный экран. Тогда обычных кнопок на пульте будет меньше. ОС управляющих компьютеров бывают специализированные (их делают сами производители оборудования) или на базе какой-либо версии Windows. Достоинства и недостатки обоих подходов очевидны. «Самодельное» ПО пишется под конкретную модель машины, поэтому стабильнее, но очень медленно обновляется. Версии под Windows легки при апгрейде, но сохраняют фирменные черты — повышенную склонность к «зависаниям».

Простейший вариант управления затлом — две клавиши «вперёд-назад». Цифровая клавиатура позволяет сразу выставить необходимый размер. Как правило, современные машины оснащаются именно ею: помимо простого набора чисел, можно запоминать и повторять размеры, производить простые арифметические действия — функция калькулятора. Он часто помогает вводить нужный размер без подсчётов в уме количества мм. Сохраняется и механическое перемещение затла вращением ручного маховика. На всех современных машинах маховик управляет движением затла через электронику.

Существенно влияет на развитие всего процесса функция программирования работы резальной машины. Несколько минут на программирование оборачиваются многими сэкономленными часами при резке больших тиражей однотипной продукции, например, этикетки. При этом снижается нагрузка на оператора, который не должен держать в голове многочисленные размеры и порядок их ввода. Современные машины хранят в памяти сотни программ на тысячи шагов. Есть модели, допускающие внешнее хранение программ, например, на USB-флэшке.

У некоторых программируемых машин при работе автоматически перемещается лишь затл, а каждый рез оператор должен делать сам, нажимая клавиши хода ножа. Другие машины весь цикл резания по программе делают сами, и оператор лишь должен правильно загрузить стопу, а потом следить за процессом и снимать со стола готовую продукцию.

Некоторые машины поддерживают стандарт CIP4 и могут интегрироваться в информационную систему управления (MIS). Скорее всего, это сейчас не очень актуально в большинстве российских типографий. При выборе машины нужно учитывать, что вид пульта управления и дополнительные опции сильно влияют на стоимость машин. А дополнительная автоматизация стоит заметных денег, иногда сопоставимых с ценой самой машины.

Защита от оператора

Видевшие резальную машину в деле понимают опасность этого вида оборудования. Однако люди, долго на нём работающие, склонны пренебрегать опасностью. Неудивительно, что все машины оборудуются особой системой включения хода ножа. Она отличается внутренним устройством — в каких-то моделях замыкаются электрические выключатели, в других команда идёт через центральный компьютер. Но внешне всё выглядит одинаково: две кнопки на передней стороне корпуса машины, разнесённые достаточно далеко, чтобы их нельзя было нажать одной рукой сразу. Для срабатывания механизма привода ножа, кнопки должны быть нажаты одновременно с минимальной задержкой. Только тогда нож придёт в движение. Но если кнопки в этот момент отпустить, нож тоже остановится. Вроде, очень надёжная система защиты рук оператора. Но не забудем, что у оператора может быть помощник, который в самый неподходящий момент захочет полезть в машину поправить стопу. Для защиты третьих лиц резальные машины комплектуются дополнительной системой блокировки рабочей зоны. Те, что попроще, представляют собой прозрачный колпак, закрывающий стопу со всех сторон во время резания. Её минусы — худший обзор и невозможность порезать бумагу максимального формата пополам: торчащая стопа может просто не дать колпаку опуститься. Ещё одна проблема — резкое падение скорости работы оператора, ведь ему на каждый рез нужно потратить два «лишних» движения: открыть и закрыть колпак. Не стоит сбрасывать со счетов и увеличенную физическую нагрузку на оператора.

Более совершенную защиту обеспечивает система ИК-барьера. По бокам от рабочей зоны располагаются вынесенные консоли с источниками ИК-лучей и их приёмниками. Лучи проходят так, что полностью закрывают доступ к ножу: при пересечении луча привод ножа нельзя будет активировать, а если пересечь барьер в процессе резки, нож мгновенно остановится.

Автоматизация вокруг

Хотя среди параметров резальной машины производители указывают и якобы производительность (количество срабатываний ножа за период времени — в среднем 20–40 резов/мин), но скорость движения ножа мало связана с реальной производительностью. Операция непосредственной разрезки стопы — всего лишь одна в череде подготовительных. Бумагу нужно подвезти к машине, поднять стопу на стол, столкнуть, т. е. выровнять. Одно только сталкивание может занять значительную часть времени работы оператора, ведь оно выполняется в несколько приёмом и тем сложнее, чем больше формат листа. После каждого реза затл нужно передвинуть в новую позицию, а разрезанную продукцию снять со стола или просто отодвинуть для последующей разрезки. Поэтому существует мнение, что время непосредственной работы ножа занимает не более 5-7% от продолжительности всего процесса, и даже если машина будет опускать нож вдвое быстрее, это даст лишь 3% выигрыш для общей производительности. Гораздо больший выигрыш даёт увеличение скорости движения затла за счёт программирования его перемещений. Другой эффективный путь — автоматизация тех самых вспомогательных процессов.

Стапелеподъёмники поднимают бумагу до уровня стола машины, причём, как только оператор снимает часть стопы, фотодатчик подъёмника даёт команду на следующее движение вверх, чтобы край стопы всегда совпадал со столом бумагорезальной машины.

Вибросталкиватели представляют собой наклонный вибростол. Для листов большого формата сталкиватели комплектуются боковым воздухораздувом.

Иногда стапелеподъёмники и вибросталкиватели комплектуются счётчиком листов, хотя для этого есть и отдельные устройства. По принципу действия счётчики бывают с механизмом перебора листов, со взвешиванием стопы или измерением её толщины с учётом параметров бумаги. Счётчики с механизмом перебора листов точнее, но дороже.

Устройства автоматической загрузки листов — это продолжение линии стапелеподъёмника. Но здесь автоматизируется уже весь процесс загрузки стопы на стол резальной машины. Разделение листов в стопе осуществляется специальными захватами и транспортирующим валиком. Загрузка стоп может производиться с передней и задней стороны резальной машины. При задней загрузке машина должна оснащаться специальным раскрываемым затлом, что усложняет конструкции, но увеличивает скорость работы за счёт уменьшения числа перемещений стопы.

Устройство выгрузки устанавливается рядом с резальной машиной. Его приёмная платформа располагается на одном уровне с поверхностью резального стола, и оператору вместо переноски тяжестей остаётся лишь сместить стопу в сторону. При задней загрузке бумаги можно использовать сразу два устройства выгрузки и таким образом сортировать полученную продукцию. Для промежуточного хранения нарезанной продукции используются подвижные буферные столы, оснащённые системой воздухораздува.

Устройство переворота, кроме основной функции, может выравнивать листы в стопе. Причём есть и совсем простые устройства, без каких-либо электрических приводов: один человек весом своего тела может легко перевернуть стопу. Их используют не только с резальной машиной, но и для переворота стопы при двусторонней печати.

Полный комплекс автоматизации для резки бумаги должен включать несколько устройств и управляться центральным компьютером резальной машины. Тогда для некоторых работ (например, подрезка бумаги с 4-х сторон) оператору достаточно ввести нужную программу, а затем просто следить за работой машины. Подобные линии продемонстрировали ведущие производители на Drupa-08. Разумеется, создать универсальную систему автоматической резки нельзя, но можно, ориентируясь на потребности типографии, подобрать комплекс оборудования, который значительно сократит временные затраты на этом этапе производства. В любом случае, стоимость развитой системы автоматизация может быть в несколько раз выше, чем цена на саму резальную машину.

Например, высокоавтоматизированная резальная линия под B1 формат с автоматической загрузкой, сталкиванием, подачей бумаги на задний стол, автоматической подрезкой с четырех сторон и разрезкой пачки пополам, выводом на стапелеукладчик и формированием стапеля может обрабатывать до 4 паллет бумаги в час. А на одной резальной машине при подобных задачах можно справиться разве только с половиной паллеты в час.

По информации компаний-производителей, подобное оборудование увеличивает производительность резального участка по разным оценкам от 1,5 до 3-4 раз. Необходимо отметить, что с применением этих устройств значительно снижается физическая нагрузка на оператора, а значит, он больше сил и внимания уделит контролю качества работы. А если учесть, что на неавтоматизированных машинах за одну смену оператор передвигает, используя только свою мускульную силу, несколько тонн бумаги, то применение вспомогательных устройств сбережёт здоровье работников.

Как обслужить

Как и для любого оборудования, регулировка, смазка и чистка узлов резальной машины должны производиться своевременно и в полном объёме, согласно регламенту и схемам из инструкции по эксплуатации.

Среди прочих полиграфических машин резальные выделяются процедурой заточки ножа. Тупой нож приводит к неровному резу, вытягиванию листов из стопы, повышенному пылению бумаги и перегрузке привода машины. Соответственно, затачивать нож лучше своевременно, ведь при меньшем износе уменьшается количество снимаемой стружки, что увеличивает срок службы ножа. Тёмная окраска поверхности среза стопы и её шероховатость свидетельствуют, что нож пора точить. Правильно заточенная кромка ножа имеет прямолинейный вид, точный профиль (угол заточки и виртуальный радиус закругления острия). У заточенного ножа радиус закругления 4-5 мкм. В процессе эксплуатации он постепенно увеличивается и, достигнув 15-20 мм, вызывает 6-кратное увеличение усилия резания. Оптимальный угол заточки ножа зависит от разрезаемого материала и для большинства видов бумаги составляет 22-24°. Для плотного картона, плёнки, листов пластика или алюминиевых листов лучший угол 26°. Большие углы приводят к большим силам резания и износу ножа. Углы большие или меньшие приведённых меняют прочностные характеристика ножа и ведут к сильному износу режущей кромки. На практике нож всегда точится на один и тот же угол, как правило, на оптимальные для большинства типографий 24°.

Замена ножа в современных машинах занимает буквально несколько минут. Специальные приспособления позволяют одному человеку без посторонней помощи менять нож резальной машины даже сверхбольшого формата.

На что смотреть

Бумагорезальная машина — одна из главных единиц любого полиграфического производства. Если первая машина, купленная в любой новой типографии, печатная, то вторая — резальная. Экономия на ней может оказаться очень дорогой. Ведь резка находится в самом конце производственного процесса, и любые технические сбои оборудования могут обойтись очень дорого, вплоть до перепечатки тиража. При выборе резальной машины наиболее критичными параметрами являются длина реза, тип прижима и возможность регулирования его давления. Максимальная высота стопы позволяет оценить мощность привода, но нужно понимать, что в реальной работе в машину редко будет закладываться слишком большая стопа бумаги — её тяжело поворачивать на столе, да и точность реза снижается. Масса машины скажет о надёжности конструкции, устойчивости к сотрясениям и вибрациям, которых в ходе работы немало — с каждым ударом ножа. Основной и боковые столы с воздухораздувом сделают работу оператора удобнее, повысят производительность труда. Система защиты оператора с ИК-барьером обеспечит удобство и безопасность работы. А управление машиной со встроенного компьютера и сохранение программ сегодня необходимы для большинства типографий.

Одноножевые резальные машины с шириной реза до 67 см

Одноножевые резальные машины с шириной реза свыше 115 см